现场总线技术及其应用 第2版 教学课件 作者 郭琼 第7章.ppt

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1、第7章现场总线控制系统集成及其应用一、系统集成概述二、系统集成方法三、OPC技术四、现场总线控制系统集成的应用一、系统集成概述系统集成的概念系统集成可以理解为按系统整体性原则，将原来没有联系或联系不紧密的元素组合起来，成为具有一定功能的、满足一定目标的、相互联系、彼此协调工作的新系统的过程。通过系统集成，可实现最大限度地提高系统的有机构成、系统的效率、系统的完整性、系统的灵活性，同时简化系统的复杂性，并最终为企业提供一套切实可行的完整的解决方案。一、系统集成概述系统集成框架一、系统集成概述系统集成框架位于生产控制和网络结构底层的低带宽网络，可与局域网、Inte

2、rnet、Intranet相连，构成开放的网络。一、系统集成概述系统集成框架现场控制层：集成系统的底层，由现场控制设备作为网络节点构成整个系统的控制网段。主要实现对生产过程的常规检测和基本控制，包括传感变送、PID调节等功能的集成。过程监控层：一般由担任监控任务的工作站、PC机或控制器作为网络节点构成局域网段，主要用于完成对控制系统的组态，执行对控制系统的监视、报警、维护，将采集到的现场信息置入实时数据库，进行优化计算和先进控制。企业管理层：集成系统的最上层，由高性能计算机、工作站、PC机等网络节点构成，是实现企业信息集成和管、控一体的重要组成部分，主要用于企

3、业的计划、销售、生产、库存以及企业经营等方面信息的传输，从而在分布式网络环境下构建一个安全的远程监控系统。一、系统集成概述系统集成框架目前，控制网络与上层网络的连接方式一般有以下三种：1）采用专用网关完成不同通信协议的转换，把控制网段或DCS连接到以太网。2）将现场总线网卡和以太网卡都置入工业PC。3）将WEB服务器直接置入PLC或现场控制设备内，借助WEB服务器或通用浏览工具，实现数据信息的动态交互。一、系统集成概述系统集成框架一、系统集成概述系统集成框架一、系统集成概述以现场总线为基础的企业网络系统一、系统集成概述工业自动化系统图一、系统集成概述系统集成的

4、原则开放性、标准化原则实用性和先进性原则可靠性和安全性原则灵活性和可扩展性原则经济性原则二、系统集成的方法FCS与DCS网络层的集成----FCS与和DCS的集成方法----现场总线与DCS输入/输出总线的集成----现场总线DCS的集成FCS和网络的集成方法----FCS和Intranet的集成----FCS和Internet的集成二、系统集成的方法FCS和其他现场总线的集成方法----通过网关给各个现场总线之间提供转换接口----给各个现场总线提供标准的OPC接口采用网关的集成方法开发工作量大，由于不同现场总线均有自己的协议，不可能开放任意两种总线之间的网

5、关，因此不具有通用性；采用OPC接口的集成方法开发工作量小，具有通用性。二、系统集成的方法FCS和其他现场总线的集成方法----通过网关给各个现场总线之间提供转换接口----给各个现场总线提供标准的OPC接口采用网关的集成方法开发工作量大，由于不同现场总线均有自己的协议，不可能开放任意两种总线之间的网关，因此不具有通用性；采用OPC接口的集成方法开发工作量小，具有通用性。三、OPC技术概述OPC（OLEforProcessControl，OPC）是一种通用的工业标准，是用于过程控制的对象链接与嵌入技术。它是由世界上多个自动化公司、软硬件供应商与微软合作开发的一

6、套数据交换接口的工业标准，能够为现场设备、自动控制应用、企业管理应用软件之间提供开放的、一致的接口规范，为来自不同供应商的软硬件提供“即插即用”的连接。概述随着工业生产的不断提高，工业控制软件取得了长足的进步。然而，由于生产规模的扩大和过程复杂程度的提高，工业控制软件面临着巨大的挑战，那就是要集成数量和种类不断增多的现场信息。在传统的控制系统中，智能设备之间及智能设备与控制系统软件之间的信息共享是通过驱动程序来实现的，不同厂家的设备又使用不同的驱动程序，迫使工业控制软件中包含了越来越多的底层通信模块。三、OPC技术概述另外，由于相对特定应用的驱动程序一般不支持

7、硬件特点的变化，这样使得工业控制软硬件的升级和维护及其不便；还有，在同一时刻，两个客户应用一般不能对同一设备进行数据读写，因为它们拥有不同的、相互独立的驱动程序，同时对同一设备进行操作，可能会引起存取冲突，甚至导致系统崩溃。OPC技术则很好地解决了这些问题。三、OPC技术三、OPC技术概述OPC采用客户/服务器（Client/Server）结构，服务器对下层设备提供标准的接口，使得现场设备的各种信息能够进入OPC服务器，从而实现向下互连；服务器对上层设备提供标准的接口，使得上层Intranet设备能够取得OPC服务器中的数据，从而实现向上互连。三、OPC技术三

8、、OPC技术概述OPC技术的实现由两部